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功能性益生菌与宠物肠道健康
    来源:辈宠网

益生菌的使用在人类历史中已超过数千年。最早的益生菌应用可追溯到旧约圣经、可兰经及佛教经典中,益生菌的安全性及功能性对于人和动物健康的增进作用已无庸置疑。然而功能性益生菌则是在益生菌的基础上,更多地凸显其功能性,即是针对不同的症状,筛选出最具保健功效的菌种。科学文献中有许多功能性益生菌的报告,像是Lactobacillus paracasei、Bifidous longum、LGG等能调节过敏性免疫反应;Lactobacillus reuteri可抑制胃幽门杆菌;Lactobacillus rhamnosus抑制白色念珠菌,Lactobacillus acidophilus可有效地促进消化等,都是功能性益生菌在维护人和动物肠胃健康的科研和应用实例。

动物肠道及肠道微生物

动物通过其胃肠道来实现对食物的消化和吸收,动物肠道内壁覆盖着大量粘膜,小肠内壁呈折叠状,形成小肠绒毛,从而使肠道内拥有很大的比表面积。一方面,大的表面积有利于食物有效的消化和营养成分的吸收,另一方面,通过微生态学的研究表明,在肠粘膜上定殖的大量微生物同肠粘膜一起形成了一道严密的菌膜屏障,维护着动物机体肠道健康,减少感染几率,促进营养物质吸收和增强免疫抗御作用。

动物肠道不仅是消化吸收的重要场所,同时也是“应激反应的中心器官”和“多脏器功能衰竭的始动器官”,又是机体内最大的细菌和内毒素库。研究表明,正常生理状态下,肠道内含有近500种细菌。成年动物肠道菌群主要集中在结肠和末端小肠,可多达1013个不同类型、不同含量的细菌,约是动物内真核细胞的10倍,相当于肝脏的重量。在上段小肠中,需氧菌及革兰氏阴性细菌占绝大多数。回盲部细菌密集,厌氧菌占优势,如类杆菌、双歧杆菌、真菌、乳酸菌及梭状芽孢杆菌。结肠中厌氧菌的数量更多,约1011-1012 CFU/g,其优势菌为类杆菌、双歧杆菌和真菌。另外,革兰氏阴性球菌、梭状芽孢杆菌、肠球菌、肠杆菌等也常见于结肠中。盲肠腔内的细菌约25%为兼性厌氧菌,尤其是肠杆菌属,这种细菌在粪便中约占1%。动物肠道中有些细菌是潜在有害的,即条件致病菌,这类细菌在一定时机可产生毒素,侵犯黏膜,引起炎症反应。而另一类有益于健康的肠道微生物是人体内正常菌群的成员,或是能调节体内菌群平衡而对人体无毒无害的一些细菌。在诸多细菌共存情况下,不同菌种之间的拮抗作用,宿主与细菌之间借助对营养物质的吸收和利用,在消化道中形成相互作用的关系,维系着消化道微生物生态系统的平衡。一般情况下,体内有益菌的数量大大超过有害菌的数量。但是,当出现一些情况时,比如接受抗生素治疗,饮食变化、环境变化等,有益菌和有害菌的平衡关系可能被打乱,从而动物胃肠道不适。

肠道微生物的功能多样性

肠道粘膜上的微生物组成与动物宿主本身的特征情况有很大关系,受到很多因素的影响。如机体的免疫防御能力,多形核白细胞和上皮细胞分泌的抗菌物质,肠道粘膜的组成以及上皮细胞的再生速度等。在整个微生物大家庭中,既有合作又有竞争。微生物之间互相竞争肠道粘膜上可以粘附的位置以及营养物质。同时,微生物通过分泌一些物质来达到抑制其它微生物生长的目的。只有那些能够粘附在肠道粘膜和上皮细胞表面的微生物,才可以生存在肠道粘膜上。此外,微生物通过在粘膜上紧密的共同作用,最大程度地作用于机体组织。

肠道微生态学家对肠道细菌的研究集中于几种优势细菌,健康成年动物粪便中大约80%的细菌构成6种优势菌,分别是类杆菌属、双歧杆菌属、乳酸杆菌属、Clostridium leptum菌属、Clostridiumcoccoides菌属和肠杆菌属,而肠道细菌主要由粪便细菌与肠道黏膜细菌构成。一系列的临床和动物试验已使用多种方法发现患有肠道炎症性疾病的动物和健康对照动物肠道菌群存在不同,肠炎动物发作期与健康对照组粪便菌群比较,肠杆菌和肠球菌呈有意义增加,尤以肠链球菌数增加显著,而酵母菌变化不显著,乳酸杆菌也略有减少,主要原籍菌双歧杆菌、真杆菌、类杆菌和消化链球菌都呈有意义减少,双歧杆菌检出率尤其低。采用定量斑点吸印杂交和温度梯度凝胶电泳技术,比较结肠炎动物和健康对照者的粪便细菌, 发现结肠炎会导致肠道杆菌属有显著升高,在其粪便标本中存在具有黏附和侵袭特性的大肠杆菌。此类大肠杆菌菌株致病因子包括黏附素、溶血素和致坏死毒素。应用原位荧光杂交技术分析肠炎动物和健康对照者的肠道黏膜细菌,发现肠炎动物肠道中细菌浓度较健康对照者高,并且这些细菌大多具有黏附性,定居在黏膜层,但是不黏附于肠上皮细胞。因此,动物胃肠道的炎性疾病、腹泻等与黏附性的条件致病菌如大肠杆菌等侵袭粘膜有关,病原性的肠道细菌及其产物,如细菌脂多糖(LPS),脂蛋白(lipoproteins)等,能刺激肠黏膜免疫系统,诱发动物肠黏膜免疫系统功能紊乱,产生异常的免疫反应,导致慢性肠炎、腹泻等疾病,病原微生物抗原经抗原递呈细胞的作用而激活T淋巴细胞,再经T细胞产生的具有不同激活效应的细胞因子而激发不同特征的免疫病理损伤。

肠道菌群失调,伴随着肠道菌群的种类、数量和功能发生了改变,改善的方法包括:
(1)广谱抗生素治疗,但这种方法在杀灭条件致病菌的同时,也会导致肠道正常菌群会被杀灭或抑制,同时抗生素的使用往往使体内各处的敏感菌受到抑制,而使耐药菌乘机在体内繁殖生长,导致二重感染;
(2)通过添加对肠道健康有益的活菌来达到修复肠道菌群平衡的目的。一般而言,通过试验证明肠道摄入一定量的某种微生物对动物肠道健康具有一定的功能性,那么该微生物就被认为“有功能性的”或者说“益生菌”,即是源添加的对维护动物肠道健康和菌群平衡的有益的微生物,也就是益生菌。关于益生菌在控制肠炎性疾病中可能的作用机制包括与肠黏膜上皮细胞紧密结合, 提高黏膜防御屏障, 阻止致病菌的定植和入侵;提高抗炎细胞因子水平;与病原菌竞争性黏附于上皮细胞,促进上皮细胞分泌黏液使其在黏膜和微生物之间形成保护层,防止栖生菌易位;增强巨噬细胞对病原菌的吞噬以及非T细胞依赖性IgA的分泌。但最近的研究表明

益生菌在肠炎发病中还可能存在其他机制包括:
(1)通过阻止细菌黏附、易位或产生抗菌物质来抑制病原体;
(2)阻断促炎细胞因子的分泌;
3)调节肠道菌群, 并且产生对肠道功能有重要作用的营养物质。由于益生菌与动物免疫系统之间的交互作用最直接,加上益生菌疗法是从根本上去调节免疫反应,因此应用范围十分广泛。且益生菌很安全,没有副作用,除改善肠道不适外又能有效缓解过敏症状。

益生菌的种类多样性

益生菌有很多种类,每一种类又有很多菌株,每一个菌株的功能性都有很大的不同,一般而言,这种功能性又具有菌株特异性的特征,所以,在益生菌的开发和应用中,必须对每个菌株的功能性进行研究和评估。益生菌的种类多样性体现在以下几个方面:

(1)益生菌自身的耐受能力各异。益生菌株一般是经口摄入,在到达肠道前需先接受胃酸及胆盐考验,胃酸胆盐之耐受能力决定了益生菌的存活率,菌株不同,其耐胃酸胆盐能力亦有强弱之别。因此,选择合适的益生菌的前提就是需要保证菌株本身对胃酸和胆盐的耐受能力,只有较强的菌株才能顺利进入到小肠并定殖于小肠粘膜上皮细胞表面,发挥其应有的生物学功能。

(2)不同种类微生物在肠道粘膜上的黏附能力有明显差异。有很多研究都发现不同种益生菌的粘附能力是不同的,而且具有宿主特异性。益生菌粘附在宿主肠道上皮细胞后可发挥占位定植的作用,以阻止病原菌与肠道粘膜受体结合产生粘附;益生菌的粘附还可以防止条件致病菌的易位,防止条件致病菌向周围不断扩散,引发有关部位感染;此外,益生菌的定植还使宿主具有调整菌群平衡、控制内毒素血症、抗肿瘤、抗衰老、免疫和营养等生理作用。因此,益生菌进入肠道后能否粘附在肠道粘膜上皮细胞表面,形成稳定的菌群,与其是否能发挥生态效应关系密切。

(3)菌株不同,其特定的益生功能特性各异。每一种益生菌具有其特定的生理功能。例如文献报道中嗜酸乳杆菌GG对寄主的免疫系统有较强的调解作用,而鼠乳杆菌对大肠杆菌有较强的抑制作用。随着益生菌的研究的深入,一些新的功能特性逐渐被开发出来,如赋予益生菌特定的酶促活性,如嗜酸乳杆菌胆盐水解酶活性和罗伊乳杆菌淀粉水解酶活性等,甚至还可以以益生菌为蛋白或者抗原、抗体释放载体开发益生菌疫苗,这类功能性的益生菌,除了发挥益生菌自身定殖占位效果外,还能有利于维护自身菌体稳定,促进机体对营养物质的吸收、抵御疾病等益生功能。因此,只有对各个菌株的疗效和

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